고출력 무선통신용 스위치{The Switch for High Power Wireless Communication System}

도 1은 종래 기술에 따른 스위치 회로도

도 2는 종래 기술에 따른 또 다른 스위치 회로도

도 3은 서큘레이터의 한 단자에 부하저항이 연결된 아이솔레이터 회로도

도 4은 본 발명에 의한 첫 번째 실시예의 스위치 회로도

도 5는 본 발명에 의한 두 번째 실시예의 스위치 회로도

도 6는 본 발명에 의한 세 번째 실시예의 스위치 회로도

도 7는 반시계방향의 방향성을 갖는 서큘레이터의 고주파 신호 전달특성

도 8은 본 발명에 의한 실시예의 통합적인 구성을 도시화한 회로도

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

101, 102, 201, 202, 203, 204, 406, 506, 606: 다이오드

105, 106, 205, 208, 209: 인덕터

103, 104, 107, 206, 207, 210, 211, 409, 410, 509, 510, 511, 609, 610

: 커패시터

305, 405, 505, 605: 부하저항

408, 508, 608: 저항

407, 507, 607, 611: 전송선로

301, 401, 501, 601: 서큘레이터

302, 303, 304, 402, 403, 404, 502, 503, 504, 602, 603, 604

:서큘레이터의 입력ㆍ출력ㆍ접지단자

801: 신호개폐부 802: 전원회로부

803: 임피던스부 804: 노드

8A: 첫 번째 실시예에서의 임피던스부 회로도

8B: 두 번째 실시예에서의 임피던스부 회로도

8C: 세 번째 실시예에서의 임피던스부 회로도

무선통신 시스템에서 시간에 따라 신호를 전달시키기도 하고, 신호가 전달되지 않도록 차단시킬 필요가 있다. 이때 필요에 따라 신호를 전달시키기나 차단시키기 위하여 안테나를 사용한다. 고출력 무선통신시스템에서 스위치는 도통(on)상태에서는 신호의 손실이 작게하여 전달되어야 하며, 스위치가 차단(off)상태에서는 신호의 전달이 잘 이루어지지 않도록 높은 아이솔레이션 특성이 요구된다.

종래의 스위치는 도 1에 도시된 바와 같다. 도 1의 스위치는 두개의 다이오드를 사용하여 구현한 스위치의 회로도이다. 다이오드(101)은 Port 1과 Port 2사이에 직렬로 연결된 다이오드이며 다이오드(102)는 병렬로 연결된 다이오드이다. 입출력 단자에 있는 커패시터(103, 104)는 전원회로부에서 나오는 DC신호가 입출력 단자로 전달되는 것을 막는 디커플링 커패시터이다. 또한 인덕터(105, 106)와 커패시터(107)은 전원회로부에 양(+)의 전원이나 음(-)의 전원이 가해졌을 때 DC 신호가 흐르는 통로이다.

전원회로부에 양(+)의 전원이 연결되면 직렬로 연결된 다이오드(101)은 도통(on)상태가 되며, 병렬로 연결된 다이오드(102)는 차단(off)상태가 된다. 이때 DC전원의 신호는 입출력 커패시터(103, 104)에 의해 입출력 단자로 전달되지 않고 인덕터(105, 106)을 통하여 흐르게 된다. 도통(on)상태의 다이오드는 입력 임피던스가 매우 작으며, 차단(off)상태의 다이오드는 입력 임피던스가 매우 큰 상태가 된다. 따라서 이때에는 고주파 신호가 도통(on)된 다이오드(101)를 따라 Port 2로 흐르게 된다. 이때 Port 1에서 Port 2로 전달되는 신호가 조금 감소하는 특성인 삽입손실은 작을수록 좋다.

전원회로부에 음(-)의 전원이 연결되면 직렬로 연결된 다이오드(101)은 차단(off)상태가 되며, 병렬로 연결된 다이오드(102)는 도통(on)상태가 된다. 이때 DC전원의 신호는 입출력 커패시터(103, 104)에 의해 입출력 단자로 전달되지 않고 커패시터(107)을 통하여 흐르게 된다. 도통(on)상태의 다이오드는 입력 임피던스가 매우 작으며, 차단(off)상태의 다이오드는 입력 임피던스가 매우 큰 상태가 된다. 따라서 Port 1에서의 고주파 신호는 Port 2로 흐르지 않고 도통(on)된 다이오드(102)를 통하여 접지로 흐르게 된다. 따라서 이때에는 고주파 신호가 직렬로 연결된 다이오드(101)이 차단(off)되고, 병렬로 연결된 다이오드9102)는 도통(on)됨에 따라 Port 2로 흐르지 않고 도통(on)된 다이오드(102)를 통하여 접지로 흐르게 차단된다. 이렇게 Port 1에서 Port 2로 신호가 흐르지 않고 차단되는 아이솔레이션 특성은 높을수록 좋다.

이러한 구조의 스위치는 Port 1과 Port 2사이의 아이솔레이션 특성을 높이기 위하여 직렬 또는 병렬로 연결되는 다이오드 수를 증가하여야 한다. 그러나 직렬 및 병렬로 연결되는 다이오드 수가 증가할수록 아이솔레이션 특성은 증가하나 삽입손실이 증가하며, 제조단가가 높아지는 문제점이 있다.

아이솔레이션 특성을 높이기 위한 또 다른 종래의 스위치는 도 2에 도시된 바와 같다. 도 2의 스위치는 네개의 다이오드를 사용하여 구현한 스위치의 회로도이다. 다이오드(201, 202)은 Port 1과 Port 2사이에 직렬로 연결된 다이오드이며 다이오드(203, 204)는 병렬로 연결된 다이오드이다. 입출력 단자에 있는 커패시터(206, 207)는 전원회로부에서 나오는 DC신호가 입출력 단자로 전달되는 것을 막는 디커플링 커패시터이다. 또한 인덕터(205, 208, 209)와 커패시터 (210, 211)은 전원회로부에 양(+)의 전원이나 음(-)의 전원이 가해졌을 때 DC 신호가 흐르는 통로이다.

전원회로부 1에 양(+)의 전원, 전원회로부 2에 음(-)의 전원이 연결되면 직렬로 연결된 다이오드(201, 202)은 도통(on)상태가 되며, 병렬로 연결된 다이오드(203, 204)는 차단(off)상태가 된다. 이때 DC전원의 신호는 입출력 커패시터(206, 207)에 의해 입출력 단자로 전달되지 않고 인덕터(205, 208, 209) 및 커패시터(210, 211)을 통하여 흐르게 된다. 도통(on)상태의 다이오드는 입력 임피던스가 매우 작으며, 차단(off)상태의 다이오드는 입력 임피던스가 매우 큰 상태가 된다. 따라서 Port 1에서의 고주파 신호는 직렬 연결된 다이오드(201, 202)를 통하여 Port 2로 잘 흐르게 된다. 이때 Port 1에서 Port 2로 전달되는 신호가 조금 감소하는 특성인 삽입손실은 작을수록 좋다.

전원회로부 1에 음(-)의 전원, 전원회로부 2에 양(+)의 전원이 연결되면 직렬로 연결된 다이오드(201, 202)은 차단(off)상태가 되며, 병렬로 연결된 다이오드(203, 204)는 도통(on)상태가 된다. 이때 DC전원의 신호는 입출력 커패시터(206, 207)에 의해 입출력 단자로 전달되지 않고, 인덕터(208, 209) 및 커패시터(210, 211)을 통하여 흐르게 된다. 도통(on)상태의 다이오드는 입력 임피던스가 매우 작으며, 차단(off)상태의 다이오드는 입력 임피던스가 매우 큰 상태가 된다. 따라서 Port 1에서의 고주파 신호는 직렬 연결된 다이오드(201, 202)가 차단(off)되어 높은 임피던스 특성을 가지므로 Port2로 흐르지 않고 도통(on)되어 낮은 임피던스 특성을 갖는 병렬 연결된 다이오드(203, 204)를 통하여 접지로 흐르게 된다. 이렇게 Port 1에서 Port 2로 신호가 흐르지 않고 차단되는 아이솔레이션 특성은 높을수록 좋다.

이러한 구조의 스위치회로는 도 1의 스위치 회로보다 아이솔레이션 특성을 높일 수 있으나 삽입손실이 커지고, 고가의 다이오드를 많이 사용함에 따라 가격이 상승하는 문제점이 있다.

무선통신의 고도화 및 다양화에 따라 무선통신시스템에서는 송신신호와 수신신호 사이의 아이솔레이션 특성이 더욱 크게 요구되고 있으며, 특히 수신회로는 송신회로의 증폭기에서 출력되어 안테나를 통하여 전파되는 송신신호에 대하여 높은 아이솔레이션 특성이 필요하다. 따라서 이러한 회로에 사용되는 스위치회로는 높은 아이솔레이션 특성이 요구되며, 출력신호의 손실을 자게하기 위하여 낮은 삽입손실 특성이 요구된다. 그러나 아이솔레이션 특성을 향상시키기 위하여 많은 수의 다이오드를 사용하면 삽입손실이 커지는 문제점이 있다. 그리고 기지국이나 중계장치에 사용되는 스위치회로는 고출력에 사용 가능하여야 하므로 스위치 회로에 사용되는 다이오드는 가격이 비싸며, 다수 개의 다이오드를 사용할 때에는 삽입손실이 증가하고 전류소모가 증가하는 문제점이 있으므로 적은 수의 다이오드를 사용하도록 하여야 한다. 따라서 삽입손실의 증가없이 아이솔레이션 특성을 향상시킬 수 있는 스위치의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고출력 무선통신시스템에 사용되는 스위치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서큘레이터를 이용하여 스위치를 구현함으로써 아이솔레이션 특성을 향상시키면서도 삽입손실 특성이 우수하며, 제조원가의 절감과 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 고출력 무선통신용 스위치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고출력 무선통신용 스위치는, 입력단자로부터 고주파 신호를 입력받고, 출력단자로 상기 고주파 신호를 출력하며, 접지단자로써 접지되어 있는 3단자 비가역 서큘레이터 및 상기 서큘레이터의 접지단자에 직렬로 연결된 DC 신호 차단용 커패시터로 구성되는 신호개폐부; DC 전원 및 접지된 고주파 신호 차단용 커패시터가 병렬로 구비되는 회로와, 상기 회로에 직렬로 연결되는 1/4파장 전송선로가 구비되는 전원회로부; 다이오드와 접지된 부하저항이 구비되는 임피던스부; 로 구성되어 있으며 상기 신호개폐부의 상기 DC 신호 차단용 커패시터 측 단자, 상기 전원회로부의 상기 1/4파장 전송선로측 단자, 상기 임피던스부의 접지 반대측 단자가 하나의 노드에서 연결됨으로써 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예로서, 상기 임피던스부는, 상기 노드 측으로 상기 다이오드가 구비되고, 상기 부하저항이 상기 다이오드에 직렬로 연결되어 접지되는 것; 상기 노드 측으로 더 구비된 임피던스 조절용 커패시터 및 상기 부하저항이 직렬로 연결된 회로와 상기 다이오드가 병렬로 연결되어 접지되는 것; 상기 노드 측으로 더 구비된 임피던스 조절용 1/4파장 전송선로 및 상기 다이오드가 직렬로 연결된 회로와 상기 부하저항이 병렬로 연결되어 접지되는 것이 바람직하다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 고출력 무선통신용 스위치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

서큘레이터(301)는 3개의 입출력 단자(302, 303, 304)로 이루어진다. 서큘레이터의 동작을 도면 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 서큘레이터(301)는 방향성을 가지는 비가역성 소자로서 도면과 같이 반시계 방향의 방향성을 가지는 서큘레이터에서는 하나의 단자(302)로 들어온 고주파 신호는 반시계 방향의 인접한 단자(304)로는 신호가 잘 흐르며, 시계방향의 인접한 단자(303)로는 잘 흐르지 않는다. 또 다른 단자(303)로 들어온 고주파 신호는 반시계 방향의 인접한 단자(302)로는 고주파 신호가 잘 흐르며, 시계방향의 인접한 단자(304)로는 잘 흐르지 않는다. 마찬가지로 다른 단자(304)로 들어온 고주파 신호는 반시계 방향의 인접한 단자(303)로는 고주파 신호가 잘 흐르며, 시계방향의 인접한 단자(302)로는 잘 흐르지 않는 특성을 가지는 비가역성 3단자 소자이다. 이들 신호의 흐름 특성을 나타내면 도면 7과 같다. 입력단자(302)로 입력된 고주파신호는 반시계 방향의 단자(304)로 흐르는 신호는 아주 작은 삽입손실을 가지고 잘 흐르며, 시계방향의 인접한 단자(305)로 흐르는 고주파 신호는 매우 큰 감쇠가 일어나 높은 아이솔레이션 특성을 가진다.

이러한 고주파 신호의 비가역성 소자로 사용되는 서큘레이터는 일반적으로 50Ω으로 임피던스 일치를 시킨다. 도면 3과 같이 서큘레이터(301)의 하나의 단자(304)에 신호를 열로 발산시킬 수 있는 부하저항(305)을 연결하면 서큘레이터의 하나의 단자가 접지단자(304)로 단락된 2단자 소자가 된다. 부하저항(305)은 고주파 신호를 열로 발산시키기 위한 소자이므로 일반적인 저항 소자가 아니라 고출력에 사용할 수 있는 종단 저항기를 사용한다.

서큘레이터(301)의 입력단자(302)로 입력된 고주파 신호는 시계방향의 인접한 단자(303)로는 잘 흐르지 않고, 반시계 방향의 인접한 접지단자(304)로 잘 흐르게 된다. 이때 접지단자(304)의 부하저항(305)이 50Ω으로 서큘레이터의 임피던스와 잘 맞으면 접지단자(304)로 들어온 고주파 신호는 부하저항(305)에서 열로 발산되며, 서큘레이터의 다른 단자(303)로 전달되지 않는다. 그러나 접지단자(304)로 사용되는 단자에서 임피던스가 50Ω보다 크거나 작아지게 되면 서큘레이터(301)의 50Ω과 임피던스 불일치가 되어 접지단자(304)에서 반사가 일어나 반시계 방향의 인접한 단자(303)으로 고주파 신호의 일부가 전달되게 된다. 접지단자(304)에 연결된 부하저항(305)이 0Ω이거나 무한대의 저항 값을 가지면 고주파 신호는 접지단자(304)에서 전반사가 일어나 접지단자(304)의 반시계방향으로 인접한 출력단자(303)로 모두 전달된다. 그러므로 접지단자(304)에 연결된 부하저항(305) 값에 따라 입력단자(302)로 들어온 고주파 신호가 출력단자(303)로 전달되거나 차단될 수 있다. 즉, 접지단자(304)에 연결된 부하저항(305)이 서큘레이터의 임피던스인 50Ω과 가까우면 입력단자(302)로 들어온 고주파 신호는 부하저항에서 모두 열로 소모되어 출력단자(303)로 전달되지 않으며, 접지단자(304)에 연결된 부하저항(305)이 서큘레이터의 임피던스인 50Ω과 차이가 많이 날수록(임피던스가 낮아지거나, 임피던스가 높아지면) 입력단자(302)로 들어온 많은 고주파 신호가 부하저항에서 반사가 일어나 반시계 방향의 인접한 출력단자(303)로 전달되게 된다. 만일 접지단자(304)에 연결된 부하저항(305)이 단락(short, 0Ω)되거나 개방(open, 무한대저항)되면 서큘레이터(301)의 입력단자(302)로 들어온 고주파 신호는 접지단자(304)로 전달되며, 접지단자(304)로 온 고주파 신호는 부하저항(305)에서 전반사가 일어나 접지단자(304)를 통하여 다시 서큘레이터(301)의 반시계방향으로 인접한 출력단자(303)로 고주파 신호가 모두 전달되게 된다.

본 발명은 이러한 서큘레이터를 이용하여 스위치를 개발하고자 한다. 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면 4, 5 및 6에 나타내었다. 도 4, 5 및 6으로 도시화되는 세 가지 실시예 모두 서큘레이터가 포함된 부분과 전원을 입력받는 부분을 공통적으로 구비하고 있으며, 임피던스를 조절하는 부분이 조금씩 다른 형태로 구성되어 있다. 세 가지 실시예를 통합하여 도시화한 것이 도 8로서, 도 8을 보면 각 실시예에서의 공통적인 부분과 상이한 부분을 비교할 수 있다. 본 발명에 의한 고출력 무선통신용 스위치는 도 8에 도시된 바와 같이, 고주파 신호의 입력과 그 신호의 통과 혹은 차폐를 담당하는 부분을 신호개폐부(801), 전원을 인가하는 전원회로부(802), 상기 전원회로부에 인가되는 전원의 극성에 따라 상기 서큘레이터의 임피던스 값인 50Ω과 일치/불일치하는 값을 취하는 임피던스부(803), 그리고 이 세 부분을 연결하는 노드(804)로서 구성된다. 실시예1(8A)은 도 4에, 실시예2(8B)는 도 5에, 실시예3(8C)은 도 6에 해당한다. 이하 각 세 가지 실시예에 대하여 보다 자세하게 설명한다.

도 4를 보면, 세 개의 입출력 단자(402, 403, 404)를 갖는 서큘레이터(401)를 이용하여 스위치 회로로 동작하도록 하기 위하여 하나의 접지단자(404)에 연결되는 부하저항(405)을 연결하고 부하저항(405)과 상기 접지단자(404) 사이에 다이오드(406)를 두며, 이 다이오드(406)를 스위칭 시키기 위한 전원회로부를 둔다. 이 때 전원회로부는 상기 다이오드(406)에 흐르는 전류를 조절하기 위한 저항(408)과 전원부를 AC, 즉 고주파 신호에서 접지회로로 만들기 위한 커패시터(409)로 구성된다. 그리고 상기 전원회로부와 상기 다이오드(406) 사이에 고주파 신호 주파수에서 1/4파장 길이를 갖는 전송선로(407)를 둔다. 또한 접지단자(404) 가까이에 커패시터(410)를 두어 전원회로부에서 나온 전류가 서큘레이터(401)로 흐르지 못하도록 막는다. 커패시터는 DC에서는 임피던스가 매우 커 신호의 흐름을 차단하나, 고주파 신호에서는 임피던스가 매우 낮아져 도통상태와 같다. 따라서 커패시터(410)은 DC전류가 서큘레이터(401)을 통하여 시스템에 흐르는 것을 차단하며, 고주파 신호에서는 도통(short)된 회로와 같으므로 고주파 신호의 흐름에 영향을 미치지 않는다. 또한 전원회로부의 커패시터(409)는 스위치를 동작시키기 위한 DC신호는 전송선로(407)를 통하여 잘 흐르게 하고, 고주파 신호에서는 접지에 단락된 회로와 같다. 즉, 전원회로부가 연결된 B지점은 고주파 신호에서 접지에 연결된 상태가 된다. 따라서 B지점에서 1/4파장 떨어진 스위치 회로의 A 지점에서는 DC적으로는 서로 연결된 회로이지만 고주파 신호 인 AC적으로는 전원회로부를 향하는 임피던스는 무한대로 보이므로 개방된 회로와 같다. 그러므로 스위치 회로의 A 지점에서는 DC적으로는 전류가 흐르는 회로이지만, 고주파 신호인 AC적으로 A지점에서 전원회로부를 바라보는 부분은 개방되어 있는 것과 같으므로 신호의 흐름이 없다.

본 발명의 스위치회로에서 전원에 양의 전원이 걸리면 DC전원은 다이오드에 흐르는 전류를 조절하기 위한 저항(408) 및 1/4파장 전송선로(407)를 거쳐 다이오드(406)에 양의 전압이 걸리게 되므로 다이오드(406)가 도통(ON)하게 된다. 일반적 으로 다이오드는 도통하면 내부저항이 아주 작은 값을 가지므로 접지단자(404)에 연결된 임피던스는 부하저항(405)과 같다. 따라서 서큘레이터(401)의 입력단자(402)로 들어온 고주파 신호는 접지단자(404)로 전달되어 부하저항(405)에서 열로 발산되므로 출력단자(403)로는 고주파신호의 전달이 이루어지지 않는다. 그러므로 입력단자(402)에서 출력단자(403)로 신호의 전달이 잘 이루어지지 않는 아이솔레이션 특성은 서큘레이터의 높은 아이솔레이션 특성에 의하여 높은 값을 얻을 수 있다.

본 발명의 스위치회로에서 전원에 음의 전원이 걸리면 DC전원은 다이오드에 흐르는 전류를 조절하기 위한 저항(408) 및 1/4파장 전송선로(407)를 거쳐 다이오드(406)에 음의 전압이 걸리게 되므로 다이오드(406)가 개방(OPEN)되게 된다. 일반적으로 다이오드는 개방되면 내부저항이 아주 큰 값을 가지게 되므로 접지단자(404)에 연결된 부분의 임피던스는 부하저항(405)과 다이오드(406)의 개방된 임피던스의 합으로 이루어진다. 그러므로 접지단자(404)에 연결된 임피던스는 매우 큰 값을 가지게 되어 접지단자(404)에서 임피던스 불일치에 의해 고주파 신호의 대부분이 반사가 된다. 즉, 서큘레이터(401)의 입력단자(402)로 들어온 고주파 신호는 접지단자(404)로 전달되고, 접지단자(404)에서 대부분의 고주파 신호가 반사가 이루어져 반시계 방향의 인접한 단자인 출력단자(403)로 전달된다. 따라서 서큘레이터의 작은 삽입손실 특성에 따라 입력단자(402)로 들어온 고주파 신호는 출력단자(403)로 고주파신호의 전달이 잘 이루어진다. 즉, 스위치의 삽입손실은 서큘레이터의 저손실 특성에 의하여 매우 작은 특성을 가지게 된다.

본 발명에 의하여 스위치 회로를 구성하면 고가의 다이오드를 많이 사용하지 않고 스위치회로를 구성할 수 있으므로 저가격으로 구현할 수 있으며, 서큘레이터의 저삽입손실 특성과 높은 아이솔레이션 특성에 의하여 스위치회로를 삽입손실은 작게 아이솔레이션은 높게 구현할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예를 도면 5에 나타내었다. 도면 5의 회로는 도면 4의 회로에서 다이오드(506)를 부하저항(505)과 병렬로 두었다. 또한 부하저항(505)와 접지단자(504) 사이에 커패시터(511)을 둔다. 상기 커패시터(511)는 다이오드(506)가 개방(open)되었을 때 다이오드의 개방저항에 의해 접지단자에 연결된 임피던스가 50Ω보다 낮아지는 것을 보상하기 위하여 적절한 크기의 캐패시턴스 값으로 구현한다. 즉, 커패시터(511)는 다이오드(506)가 개방되었을 때 다이오드(506)의 개방 임피던스와 부하저항(505)이 병렬로 연결되어 접지단자(504)에 연결되는 임피던스가 서큘레이터(501)의 임피던스보다 낮아지게 되어 접지단자(504)에서 고주파 신호가 많은 반사가 이루어지는 것을 방지하기 위해 접지단자(504)에 연결되는 임피던스를 50Ω으로 조절하는 기능을 한다. 도면 5에서 A지점에서 전원을 바라본 회로는 도면 4와 같이 DC적으로는 연결되어 DC 신호의 흐름은 있으나, AC인 고주파 신호에서는 개방되어 있는 회로와 같으므로 고주파 신호의 흐름은 없다.

본 발명의 스위치회로에서 전원에 양의 전원이 걸리면 DC전원은 다이오드에 흐르는 전류를 조절하기 위한 저항(508) 및 1/4파장 전송선로(507)를 거쳐 다이오드(506)에 양의 전압이 걸리게 되므로 다이오드(506)가 도통(ON)하게 된다. 접지단자(504)에 연결된 임피던스는 아주 작은 값을 가지는 다이오드(506)의 도통된 내부 저항이 부하저항(504) 및 커패시터(511)의 합과 병렬로 연결된 구조이므로 매우 작은 값을 가지게 되어 접지단자(504)에서 임피던스 불일치에 의해 많은 반사가 이루어진다. 즉, 서큘레이터(501)의 입력단자(502)로 들어온 고주파 신호는 접지단자(504)로 전달되고, 접지단자(504)에서 대부분의 고주파 신호가 반사가 이루어져 반시계 방향의 인접한 단자인 출력단자(503)로 전달되게 된다. 따라서 서큘레이터의 작은 삽입손실 특성에 따라 입력단자(502)로 들어온 고주파 신호는 출력단자(503)로 고주파신호의 전달이 잘 이루어진다. 즉, 스위치의 삽입손실은 서큘레이터의 저손실 특성에 의하여 매우 작은 특성을 가지게 된다.

본 발명의 스위치회로에서 전원에 음의 전원이 걸리면 DC전원은 다이오드에 흐르는 전류를 조절하기 위한 저항(508) 및 1/4파장 전송선로(507)를 거쳐 다이오드(506)에 음의 전압이 걸리게 되므로 다이오드(506)가 개방(open)된다. 일반적으로 다이오드는 개방되면 내부저항이 아주 높은 값을 가지는 다이오드(506)의 개방된 내부저항은 부하저항(504) 및 커패시터(511)의 합과 병렬로 연결된 구조이므로 접지단자(504)에 연결된 임피던스는 50Ω으로 일치하게 되어 접지단자(504)로 전달된 고주파 신호는 부하저항(505)에서 대부분 열로 발산하게 되어 출력단자(503)로 전달이 이루어지지 않는다. 따라서 입력단자(502)에서 출력단자(503)로 신호의 전달이 잘 이루어지지 않는 아이솔레이션 특성은 서큘레이터의 높은 아이솔레이션 특성에 의하여 높은 값을 얻을 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예를 도면 6에 나타내었다. 도면 6의 회로는 도면 5의 회로에서 임피던스를 조절하기 위한 커패시터(511)를 제거하고 1/4파장 전송선 로(611)를 다이오드(606) 앞에 두었다. 전송선로(611)의 기능은 다이오드(606)가 도통(ON)되어 다이오드의 내부저항이 아주 작아져 접지에 연결된 것과 같이 되면 A 지점에서 다이오드(606)를 바라보는 임피던스는 매우 커져서 개방된 것과 같아지도록 하며, 다이오드(606)가 개방(open)되어 다이오드(606)의 내부저항이 매우 크게 되면 A 지점에서 다이오드(606)를 바라보는 임피던스는 매우 작아져 접지에 연결된 것과 같이 되도록 한다.

본 발명의 스위치회로에서 전원에 양의 전원이 걸리면 DC전원은 다이오드에 흐르는 전류를 조절하기 위한 저항(608) 및 1/4파장 전송선로(607, 611)를 거쳐 다이오드(606)에 양의 전압이 걸리게 되므로 다이오드(606)가 도통(ON)하게 된다. 일반적으로 다이오드는 도통하면 내부저항이 아주 작은 값을 가지게 되므로 접지에 연결된 것과 같이 되어 A 지점에서 전원회로부나 다이오드(606)를 바라보는 임피던스는 매우 커져서 개방된 것과 같아지므로 접지단자(604)에 연결된 임피던스는 부하저항(605)과 같이 50Ω이 된다. 그러므로 접지단자(604)로 전달된 고주파 신호는 부하저항(605)에서 대부분 열로 발산하게 되어 출력단자(603)로 전달이 이루어지지 않으며, 입력단자(602)에서 출력단자(603)로 고주파 신호의 전달이 잘 이루어지지 않는 아이솔레이션 특성은 서큘레이터의 높은 아이솔레이션 특성에 의하여 높은 값을 얻을 수 있다.

본 발명의 스위치회로에서 전원에 음의 전원이 걸리면 DC전원은 다이오드에 흐르는 전류를 조절하기 위한 저항(608) 및 1/4파장 전송선로(607, 611)를 거쳐 다이오드(606)에 음의 전압이 걸리게 되므로 다이오드(606)가 개방(OPEN)되게 된다. 일반적으로 다이오드는 개방하면 내부저항이 매우 큰 값을 가지게 되므로 A 지점에서 다이오드(606)를 바라보는 임피던스는 매우 작아져 접지에 연결된 것과 같이 되어 접지단자(604)에 연결된 임피던스는 매우 작아져 접지단자(604)에서 임피던스 불일치에 의해 많은 반사가 이루어진다. 즉, 서큘레이터(601)의 입력단자(602)로 들어온 고주파 신호는 접지단자(604)로 전달되고, 접지단자(604)에서 대부분의 고주파 신호가 반사가 이루어져 반시계 방향의 인접한 단자인 출력단자(603)로 전달되게 된다. 따라서 서큘레이터의 작은 삽입손실 특성에 따라 입력단자(602)로 들어온 고주파 신호는 출력단자(603)로 고주파신호의 전달이 잘 이루어진다. 즉, 스위치의 삽입손실은 서큘레이터의 저손실 특성에 의하여 매우 작은 특성을 가지게 된다.

본 발명에 의하여 스위치를 개발하면 서큘레이터 특성을 이용하여 스위치를 구현함으로써, 스위치가 차단(off)상태에서는 서큘레이터의 접지단자에 연결되는 임피던스 값이 50Ω이 되어 입력단자로 들어온 고주파신호는 접지단자로 전달되고, 접지단자에 연결된 부하저항에 의해 열로 발산시키게 되어 출력단자로 고주파신호가 전달되지 않고 높은 아이솔레이션 특성을 얻을 수 있다. 스위치가 도통 상태(on)에서는 서큘레이터의 접지단자에 연결되는 임피던스 값이 매우 크거나 작게 되어 서큘레이터의 접지단자에서 고주파 신호 대부분이 반사가 일어나게 되므로 고주파 신호는 인접한 출력단자로 잘 흐르게 된다. 이때에는 서큘레이터의 낮은 삽입손실 특성에 의해 스위치의 삽입손실을 작게 할 수 있다. 또한 스위치 회로를 구현할 때 고가의 다이오드를 적게 사용하여 구성함으로써 스위치를 저가격으로 만들 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

본 발명에 의하여 스위치를 개발하면 서큘레이터 특성을 이용하여 스위치를 구현함으로써, 스위치가 차단(off)상태에서는 서큘레이터의 접지단자에 연결되는 임피던스 값이 50Ω이 되어 입력단자로 들어온 고주파신호는 접지단자로 전달되고, 접지단자에 연결된 부하저항에 의해 열로 발산시키게 되어 출력단자로 고주파신호가 전달되지 않고 높은 아이솔레이션 특성을 얻을 수 있다. 스위치가 도통 상태(on)에서는 서큘레이터의 접지단자에 연결되는 임피던스 값이 매우 크거나 작게 조절 할 수 있으므로 서큘레이터의 접지단자에서 고주파 신호 대부분이 반사가 일어나도록 하여 고주파 신호는 인접한 출력단자로 잘 흐르게 된다. 이때에는 서큘레이터의 낮은 삽입손실 특성에 의해 스위치의 삽입손실을 작게 할 수 있는 효과가 있다. 또한 작은 수의 다이오드를 이용하여 구현이 가능하므로 제조단가가 낮으며, 생산공정을 간단히 할 수 있다.